Uma volta depois da outra

Pesquisadores do MIT usam técnicas de impressão 3D e criam objetos práticos e decorativos com vidro

O Estado de S.Paulo

25 de agosto de 2015 | 04h04

A manufatura do vidro teve início há 4,5 mil anos, na Mesopotâmia. Os primeiros produtos eram adornos, como contas e pingentes, fundidos em moldes e trabalhados à mão. Mas os artesãos não tardaram a fazer objetos mais práticos, como jarras, garrafas e recipientes usados para beber, despejando filamentos de vidro derretido para criar "trançados" em torno de um núcleo de areia ou barro, o qual, uma vez resfriado o vidro, era descolado por pressão ou escavação.

Desses primórdios aos dias de hoje, muitas outras maneiras de dar forma ao vidro foram inventadas. Vão da técnica que consiste em soprar com força um tubo, a fim de inflar uma bola incandescente do material, criando um vaso oco, a fazê-lo boiar num leito de estanho derretido para produzir lâminas de vidro perfeitamente planas, como as usadas nas janelas. Mas a sabedoria dos antigos ainda tem seu valor: um grupo de pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT) revisou o método baseado em trançados, decretou sua utilidade e o modernizou.

A principal atualização foi o abandono do núcleo, empregando-se em seu lugar técnicas de impressão 3D - ou, para falar em termos formais, de manufatura aditiva. O resultado são objetos de rara beleza e de, possivelmente, grande utilidade.

Os coordenadores do grupo, Neri Oxman e Peter Houk, começaram pela forma de impressão 3D mais familiar entre os adeptos da tecnologia. A modelagem por fusão e deposição (FDM, na sigla em inglês), como é conhecida, utiliza um cabeçote extrusor móvel, controlado por computador, para gerar um filamento de material parcialmente fundido (nas "fábricas desktop", esse material geralmente é um termoplástico). Assim, é possível produzir qualquer objeto que o software esteja programado para construir. Usar vidro no lugar de termoplásticos exige temperaturas mais elevadas, mas o princípio é o mesmo.

As primeiras tentativas dos pesquisadores do MIT deram errado, pois o filamento extraído por gravidade por um orifício no fundo de um cadinho aquecido a 1.000ºC tinha um diâmetro irregular. Somado a uma acomodação excessivamente acelerada (e, portanto, irregular) à temperatura ambiente, isso impedia que as sucessivas voltas do filamento de vidro se soldassem como deviam umas às outras; além de produzir estresse no interior do filamento durante o processo de solidificação. Em razão disso, o produto final com frequência se mostrava bastante frágil.

Para contornar o problema, os pesquisadores adotaram um cabeçote de cerâmica aquecido, que lhes permitiu moldar e controlar o fluxo de vidro pelo orifício do cadinho. Também incluíram no processo uma câmara de recozimento, aquecida a 500ºC, em que passou a ter lugar o processo fabril. A câmara funciona como uma etapa intermediária entre a temperatura do cadinho e a temperatura ambiente, reduzindo assim o risco de resfriamento irregular. Atualmente, o fluxo do vidro é acionado ou interrompido por meio do resfriamento ou aquecimento manual do cabeçote, o que é feito, no primeiro caso, com ar comprimido, e, no segundo, com gás propano. É possível que, em versões futuras, esse processo seja automatizado. Cogita-se também a inclusão de um êmbolo para pressionar o filamento, controlando dessa maneira o ritmo de extrusão.

Impressões. Oxman e Houk já usaram o aparelho para imprimir uma série de objetos, incluindo prismas óticos e vasos decorativos. Os dois acreditam que a técnica poderá ser empregada para produzir coisas como artigos especializados de iluminação e objetos de vidro especiais para experimentos biológicos.

Uma característica útil para esse tipo de aplicação é que, ao contrário do que acontece com recipientes de vidro produzidos por sopro, que apresentam necessariamente uma superfície interna lisa, recipientes impressos podem exibir superfícies complexas em sua parte interna, assim como na externa. Isso pode ajudar a controlar a circulação de líquido no interior de um recipiente como esse. Se o processo tiver como ser industrializado, a impressão 3D pode se tornar uma maneira inteligente de fabricar objetos de vidro sob medida, que poderão ser, de acordo com a necessidade, extravagantemente ornamentais ou incrivelmente úteis.

© 2015 THE ECONOMIST NEWSPAPER LIMITED. DIREITOS RESERVADOS. TRADUZIDO POR ALEXANDRE HUBNER, PUBLICADO SOB LICENÇA. O TEXTO ORIGINAL EM INGLÊS ESTÁ EM WWW.ECONOMIST.COM.

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